既有醫(yī)院改擴建工程的關鍵快速施工技術

王志剛

上海建工集團股份有限公司 上海 200080

1 工程概況

背景項目為長三角某智慧互聯網醫(yī)院的改擴建工程，由新建入口展示廳和原有醫(yī)院改建2部分工程組成。其中，新建部分位于原建筑地下室區(qū)域，為地上1層、地下1層大空間建筑，建筑面積為480 m2，改建部分為原有6層病房樓的1層、2層，改建建筑面積為2 360 m2。建筑功能上通過改擴建增加智慧診室、智慧病房、MDT，5G技術與物聯網系統(tǒng)覆蓋、智慧數據中心、展示與教學中心等，醫(yī)療配套上增加CT、MRI、ICU用房、醫(yī)療氣體及其配套專業(yè)機房等。

2 快速改擴建的重、難點與分析

2.1 醫(yī)院邊運營邊施工，減少相互影響

原醫(yī)院為區(qū)域性節(jié)點醫(yī)院，區(qū)域范圍內沒有可替代的醫(yī)院，同時建設期間為新冠疫情防控時期，原醫(yī)院必須滿足并保持醫(yī)療服務狀態(tài)，不可停業(yè)施工，項目按以下3點進行建筑設計與施工組織。

1）改擴建與施工后勤區(qū)域必須與醫(yī)院進行物理隔離，并分隔出相對獨立的進出通道，剝離原建筑機電安裝與建筑功能并恢復醫(yī)院使用，建立施工區(qū)域臨時給排水與電力系統(tǒng)。

2）施工期間必須嚴格執(zhí)行綠色工藝與采用綠色施工措施，必須嚴格控制施工作業(yè)時間、噪聲、粉塵、振動、污水，最大限度減少建筑施工對醫(yī)院的影響，避免個別作業(yè)而停運。

3）機電工作改造、調試、接通期間，必須與醫(yī)院院長辦、后勤、設備科進行相關排摸、調整、預演和應急準備，在有限工期內，選擇合適的醫(yī)院非正常運營時間，規(guī)避電力閃斷，管道漏水，通信、HIS系統(tǒng)斷連等主要風險的發(fā)生及其次生風險的延續(xù)影響。

2.2 限時工期內完成醫(yī)療建筑，必須嚴格排兵布陣爭分奪秒

建設單位要求3個月內完成改擴建與調試工程，同時項目接到開工指令時無臨時設施搭設時間。根據項目特性與合同工作內容，改建與新建工程均需分3個階段進行，其中醫(yī)院工序繁多，必須安排緊湊，各項自由時間較少，總體工期相對緊張。

改建工程中，第1階段為建筑功能剝離與施工準備階段，工期10 d，需要把改造區(qū)域的水電、消防、空調、建筑弱電、醫(yī)療弱電排摸清楚并完成房屋檢測，在不影響地下室放射科、體檢中心的正常使用前提下，把改造區(qū)域機電系統(tǒng)從正常使用的病房樓中有序剝離并構建滿足醫(yī)院的臨時應對系統(tǒng)，隨后大范圍拆除原有二次結構、安裝與裝飾工程；第2階段為正常建筑改造階段，工期50 d，進行一次結構加固改造、二次墻體布置、防水防潮處理、精裝飾、各類機電系統(tǒng)管道安裝、機房調整、機電設備更換；第3階段為醫(yī)療與弱電工程施工階段，工期20 d，凈化工程、醫(yī)用氣體、ICU、CT、MRI廠家進駐施工，精裝飾補缺收尾，建筑弱電、5G技術、醫(yī)療弱電、智慧設備進行安裝與單系統(tǒng)調試。

新建工程中，第1階段為地下室拆改與基礎施工階段，工期20 d，拆除地下室空間范圍的結構并同時進行巖土勘探排摸復核，在滿足醫(yī)院醫(yī)廢垃圾車與靈車的永久通行條件下，完成地下空間內的樁基與基礎施工；第2階段為裝配式施工與總體工程施工階段，工期50 d，進行二層預制鋼結構與砌體結構、門窗與外裝飾工程、安裝系統(tǒng)與精裝工程、擋土墻構造等的施工；第3階段為新老功能對接與綜合調試階段，工期20 d，新建門廳與改造區(qū)域的連接通道打通與各類伸縮縫處理，各項安裝系統(tǒng)接入、智慧工程設備安裝與調試，綜合調試與聯動調試，并進行標識標牌與宣傳布展工作。

2.3 建筑專業(yè)與醫(yī)療、智慧工程集成度要深，要返工少、工期短，一次性實現率高

本項目的建筑各大專業(yè)工程、醫(yī)療專業(yè)設備工程、建筑配套工程均含在EPC設計施工總承包工程范圍內，總承包、總集成、總控制的管理要求很高，單位眾多，協(xié)調工作相當繁雜，為保證快速施工、快速建造、工期短，必須返工少，一次性實現率高，采取的技術策略必須按照以下3點進行。

1）采用施工現場人力資源使用少的短工期、簡工藝、外加工或工廠預制的成品材料和設備。

2）采用BIM技術與設計總集成，現場根據實際施工情況，及時動態(tài)反饋調整，強調多專業(yè)協(xié)同處理，及時溝通和相互校核，各專業(yè)圖紙與BIM的深度必須滿足可以施工的二次深化設計標準，即設計內容無遺漏可直接生產，專業(yè)與工序界面清楚，施工有銜接，節(jié)點兼容性好，易靈活調整。

3）執(zhí)行醫(yī)療、智慧工程專業(yè)方案桌面預演，預防阻礙工期事件的發(fā)生，圖紙上防止預留、預埋、承載力、空間容量、電量、制冷量、各類數據端口、特殊物理和環(huán)境要求的錯誤或遺漏，特別是工序界面上的設備洞線、進場前建筑功能與機電安裝條件，避免專業(yè)單位只知需求，不知需求前置與深層次配套的影響，避免專業(yè)工程關鍵節(jié)點無法交付而導致工程滯工、緩工。

3 改擴建中的關鍵快速施工技術

3.1 地下增層擴建設計與快速施工技術

3.1.1 樁基工藝設計與選擇

新建2層大廳地下室位于原建筑地下1層外墻與懸臂擋土外墻間具有一定底板與結構的16 m寬開放空間內，由于新建上部結構必須采用扁擔式空間懸挑構造，其地下室必須設置12根結構立柱作為基礎的平衡結構，且西側第1跨形成的地下空間要作為醫(yī)廢垃圾車等大型車輛通行的永久通道，使得可用于施工的空間非常狹小和緊湊，局部區(qū)域又受到地下室凈高4.2 m的限制，同時還得考慮成樁質量、工期與作業(yè)機械空間需求、趕工是否可以多點鋪開平行施工，從施工技術角度只能選擇機械小巧、能貼近障礙物施工的靜壓錨桿樁工藝，最終選擇32根MGZA30-2.5(8)作為樁基礎。

3.1.2 一樁一探

由于原有結構樁基及其竣工圖紙缺失，而且樁位偏差不確定性很高，無法真實探知原樁基位置，為避免對新建成樁造成影響，必須采用一樁一探，保證新建樁基設計方案可行。由于場地下方普遍存在厚600 mm底板層（厚100 mm整澆層、厚400 mm結構、厚100 mm墊層），故采用人工水鉆法開φ100 mm@800 mm深孔進行試探，若能完整取芯，則保證小概率不遇原工程樁，后續(xù)排鉆擴洞形成壓樁入口。為了復核原巖土報告的準確性，工程采用多功能鉆鑿一體機，在水鉆探孔位置對巖土取樣復核，發(fā)現原報告大致相符，即底板下方有普遍厚3 m以上黃褐色粉質黏土和厚5 m以上褐黃色砂質粉土的影響，故會對壓入樁施工產生較大阻力。為了保證靜壓錨桿樁的施工效率，采取多功能鉆鑿一體機水沖法引孔17 m，減少施工過程中的打樁阻力，采用末端雙控法控制樁基成樁質量（圖1）。

圖1 地下室新老結構與室外剖面關系示意

3.1.3 發(fā)揮原結構優(yōu)勢

項目采用新老結合的樁基承臺復合基礎（圖2），而工程樁屬于抗壓樁，利用原有結構底板做上口小、下口大的反向喇叭口，作為內嵌錨固，內鑿底板的同時剝除原有底板鋼筋，并利用其和錨固體鋼筋一起，焊接為整體，再把靜壓錨桿樁的錨桿接長錨入新建承臺基礎，承臺基礎整體澆筑形成整體后，即可充分發(fā)揮原結構底板的承載優(yōu)勢。

圖2 復合承臺做法示意

3.1.4 半坡構造的特殊處理

為了保證地下室范圍新建結構的獨立性和穩(wěn)定性，除了基礎結構與原結構整體有連接以外，其他構件必須脫離。為了確保地下室頂板能與室外正負零道路相接，主體結構上采取了單側懸挑5 m的跳橋構造。另外一側根據向地下室傾斜的斜坡地勢，補充設置重力式擋墻，將室外土體抬高至室內標高，并留設沉降收縮縫。

3.2 裝配結構設計與快速施工技術

3.2.1 一次結構裝配式

為了保證PC預制率和加快施工效率、縮短工程周期，新建的一次結構優(yōu)先選擇鋼結構，其柱、梁體系截面選型上優(yōu)先選擇市面上能成品采購或者加工廠中成品的H形、工字形與方通鋼件進行設計，避免特殊加厚型以及必須采用工廠二次加工的材料截面。應根據次梁間距及額外考慮增加300 kg/m2的施工荷載分析樓層板承載和撓度，一般選厚1.5 mm以上閉口型壓型鋼板或鋼筋桁架樓承板（鋼筋綁扎量更少），避免因混凝土樓板過厚、施工振搗與堆料、設置樓板支撐架而影響施工節(jié)拍，而且樓層和屋面在鋼筋工序完成后還可以立即澆筑混凝土，縮短工期。在考慮樓板側模時，分析樓板局部懸挑長度、屋面翻口擋水高度、機電安裝出屋面管井洞口等因素，采用厚2 mm以上L形一體化折鋼板進行封邊，并采用內襯槽鋼或角鋼加固，上翻高度為建筑完成面上方200 mm，屋面板與翻口整體澆筑可有效減少漏水風險（圖3）。

圖3 一次結構相關節(jié)點

3.2.2 二次結構裝配式

本項目單層層高7.8 m，建設單位要求有大量豎向條窗且落地，而外立面因醫(yī)院建筑2層以上嚴禁使用玻璃幕墻，必須采用斷熱鋁合金中空玻璃窗，條窗外掛豎向獨立鋁合金裝飾條。為了滿足外裝飾要求，一般二次砌體結構采用加砌混凝土砌塊，落地窗洞口兩側采用混凝土構造柱，窗頂采用混凝土過梁，整體上至少需要布置1道混凝土圈梁環(huán)通。為了加快工期，減少施工節(jié)拍，必須拋棄傳統(tǒng)鋼筋模板混凝土制作這種低效率的施工方式，優(yōu)先選擇鋼結構體系形成圈梁、過梁、門頭梁、構造柱再進行填充砌筑的方式，該做法使得各作業(yè)面在鋼結構施焊完畢后可立即砌筑；砌體結構中分布筋焊接也免去了植筋加復驗的程序，加快了進度；其中窗洞孔四周也采用鋼構體系一次成形，外窗工程可以搶一個節(jié)拍，直接實測實量并立即安排加工，安裝時也避免了聚合物防水砂漿塞填工序，直接發(fā)泡加耐候膠密封封堵，減少了漏水隱患。該做法也提前完成外立面形成閉水環(huán)境，加快了室內裝飾與弱電設備施工工序的節(jié)拍。其次，采用了全鋼構模式作為二次結構體系，各類裝飾構件生根可焊范圍很大，使外立面裝飾施工的便捷性大幅度增加，調整操作性很強。最后，女兒墻翻邊也采用鋼結構，免去大量等電位和埋鐵施工的作業(yè)時間，方便了鋁板包邊避水，也增加了建設單位在開辦后增設招牌或調整招牌的便利性（圖4）。

圖4 二次結構相關節(jié)點

3.3 醫(yī)療配套加固改造設計與快速施工技術

3.3.1 CT、MRI用房

改建區(qū)域整體調整了原建筑的使用功能，一層部分房間調整為放射科CT、MRI使用用房，首先結構承載復核應當考慮醫(yī)療及其配套設備的永久荷載，屏蔽裝飾鉛板、銅板的附加荷載要求。其次，施工中應當復核轉運過程中在行進路線上的結構承載力，預留設備洞口和配套加固的需求。結構加固工程，應考慮地下室DR放射科機房、檢驗科在施工期間保持使用狀態(tài)，只可采取樓面加固措施，并將原10 cm整澆層全數鑿除進行樓面減荷，后期屏蔽裝飾墻板、吊頂（鉛、銅、裝飾面板），采取在上層梁板生根的鋼龍骨懸掛模式，地面在屏蔽層施工完畢后整體澆筑泡沫混凝土。建設單位推動醫(yī)療供應商重新設計設備基礎參數，取得最小的技術尺寸參數，甚至取得免基礎安裝模式，盡量減少設備基礎對結構體系增加額外荷載。當設備錨固件有打入深度要求時，可以把錨固點調整至結構主梁位置上。項目通過設備供應爭取采取免基礎安裝模式，經計算還得在主梁面層上采用厚0.167 mm、質量為300 g的碳纖維布加固。醫(yī)療設備進場轉運，CT醫(yī)療設備采取的是各構件分拆進場再組裝的思路，行徑路線無需加固；MRI設備因技術原因，主磁體必須帶外殼、帶臨時冷卻設備進場安裝，室外門洞預留、機房洞口必須提前開鑿預留，其洞口上方砌體結構在灰縫處雙側洗槽內嵌5 mm角鋼作為臨時門過梁，托換后拆除下方隔墻，待設備進場后恢復。

3.3.2 ICU及其配套

二層局部病房房間調整為ICU房間，需新增醫(yī)用凈化空調、醫(yī)用氣體、醫(yī)用吊塔、懸臂吊橋，同時必須設置消防排煙系統(tǒng)，二層吊頂層高必須達到2.4 m的基本要求，經BIM管綜設計，走廊區(qū)域ICU與其配套凈化機房設置在走廊末端最合理。由于原建筑層高過低還得采取管線調整，安排部分機電系統(tǒng)管線，主要是消防干管必須走結構梁的1/3跨中，故采取水鉆開洞后用碳纖維與粘鋼加固。醫(yī)療設備掛吊區(qū)域必須利用結構主梁，增加附屬鋼構次梁與回轉平臺整合作為新型的醫(yī)療設備基礎，避免固定件直接安裝樓板增加樓板集中荷載，同時也避免了在固定作業(yè)時，鉆孔打穿樓板、機械錨固脹碎樓板等情況發(fā)生，影響樓上病房使用。

3.4 裝配式精裝飾設計與快速施工技術

3.4.1 裝配式精裝飾設計原則

為了保質保量限時完成工程建設，設想室內精裝飾施工盡量一步到位，減少界面基層處理、防開裂、濕作業(yè)、涂料工序，從而縮短工期是本項目實踐的核心要義，工程設計在平面規(guī)劃上布局規(guī)整，在材料上選擇得法是關鍵。

3.4.2 裝配式功能房間

項目部本身為醫(yī)療建筑，一般使用無毒、環(huán)保、抗菌、易消毒的材料，設計策劃時發(fā)現，在潔凈區(qū)域經常采用密封整體材料安裝速度快、效果好成為突破口，故在各類醫(yī)療功能區(qū)均采用超流平高光鋁板（圖5），并可向頂板彎弧與頂面形成鋁板整體體系，在后勤區(qū)采用抗菌預涂防火板的醫(yī)療板體系，新建大廳內采用搪瓷鋼板增加厚重感，機房采用保溫、吸聲、裝飾一體板。此類多合一整體板材一般采用縱橫龍骨，龍骨形成的腔體空間有利于建筑機電與醫(yī)氣采用明管敷設，從而減少暗埋工序，保證安裝施工的進度。

圖5 超流平高光鋁板弧形墻頂實景

對于醫(yī)院走廊中有大量管弄問題，項目采用暗門（雙門）設置（除消防箱外），內門延用原防火門，外側采用天地軸的滿粘防火石膏板的鋁板暗門（圖6、圖7）。

圖6 雙開門節(jié)點做法

圖7 暗門節(jié)點做法

系統(tǒng)功能類集成面板做法應當大范圍采用。走廊采用帶裝飾面板設備集成帶，集成風口、照明、煙感、噴淋、廣播、各類隱藏式監(jiān)控等功能，該集成帶有一定寬度與厚度，與眾多機電功能相接，對空間要求較高，應當在BIM管道綜合設計中機電安裝重要一環(huán)進行重點考慮并預留。病房中的醫(yī)療設備帶采用隱藏式醫(yī)療單元倉，集成醫(yī)用搖臂PDA、醫(yī)用三氣（氧氣、壓縮空氣、負壓）、醫(yī)護對講等功能，還能附帶各類插座、數據接口，甚至兼容自帶網關的房間中控，單元倉通過標準接口面板逐個接入功能，保證末端的一次成形，各類專用接口可得到隱藏，不用長時間暴露而影響使用壽命。

3.4.3 裝配式衛(wèi)生間

醫(yī)院衛(wèi)生間等多水用房比較多且為建筑改造中工序最多的部位，防水施工、瓷磚鋪貼，裝配式裝飾施工宜采取整體衛(wèi)浴模式，但是房間布局形狀、尺寸大小不適合按此思路進行，退而求其次選擇整板安裝的陶瓷巖板，從而滿足安全衛(wèi)生防水、防火耐高溫、抗污易清潔、耐刮磨耐腐蝕、易靈活定制的醫(yī)療建筑特性。在具體實施上，衛(wèi)生間滿凈高刷1道厚1.5 mm的JS聚合物水泥基防水材料，再黏結陶瓷巖板，能系統(tǒng)地提升衛(wèi)生間防水與隔潮效果。

4 結語

本項目有著邊運營邊改建、高品質和嚴工期的特點，雖然幾項快速施工技術具有不可復制性和推廣性，但是在裝配結構設計與施工技術中的 鋼結構、免模板、簡工藝 理念及其采取的措施，在裝配式精裝飾設計與快速施工技術中的 作業(yè)一步到位 理念及其采取的措施，仍具有參考意義和繼續(xù)研究發(fā)展深化的可能。